5.2.1 Beslag
Det uppfattas som en risk att enkla och prisvärda beslag som hittills används i träindustrin kommer att ersättas av mer komplicerade och dyrare lösningar om sandwichkonstruktioner med honeycombs eller motsvarande konstruktioner blir allt mer vanliga. Detta kommer att medföra merkostnader för användare av sådana skivmaterial och för själva träindustrin om tidigare beslagslösningar inte längre är tillgängliga från leverantörerna. En satsning på lättviktsskivor i massivt trä skulle kunna motverka det. Olika beslagstyper som vanligtvis användes inom snickeriindustrin förblir användbara för lättviktsskivor i massivt trä. Framförallt vid planmöbeltillverkning förekommer det ett bredd sortiment av olika beslag, som har som syfte att möjliggöra en senare sammansättning av möbeln hemma hos
slutkunden. Vanliga är en kombination av kopplingsbeslag och kopplingsskruv (även kallats för snäckor) eller endast kopplingsskruvar (konfirmatskruvar), figur 10.
Figur 10. Olika kopplingsbeslag, från vänster i bild två varianter av kopplingsbeslag och kopplingsskruv (andra från vänster en s.k. snäcka) och en konfirmatskruv.
Det bör poängteras, att utbudet av beslag är närapå oändlig och välanpassad för traditionella skivmaterial och massivt trä, men hittills inte till lättviktsskivor med en inhomogen kärna av annat material än trä. Sandwichkonstruktioner med honeycombs uppvisar hittills stora problem vid användandet av beslag, om inte en ramkonstruktion används. Beslagstillverkare experimenterar med olika lösningsmöjligheter av mestadels komplicerade beslagsvarianter av traditionell typ, där större plastkomponenter sätts in i skivorna för att erhålla tillräcklig hållfasthet. Alternativt används blindnitar som traditionell har sin användning i
metallindustriella sammanhang, figur 11.
Figur11. Blindnit ur metallindustriellt sammanhang. 5.2.2 Sammanfogning och kantlistning
Vid en eventuell bearbetning av lättviktsskivor i massivt trä är klassiska sammanfogningssätt fortfarande användbara. Två av de vanligaste sammanfogningssätten är centrumtappning och kexning, figur 12. Centrumtappning är sammanfogning av trä med träplugg i olika
dimensioner. Det är en snabb och enkel metod och effektiv med hänsyn till hållbarhet och kostnader. Kexning är sammanfogning av trä med små ovala ”kex” av sammanpressat träspån som sväller av limmet. Kexning har störst användning inom hobbysnickeri och är en
Figur 12. Typexempel för centrumtappning (till vänster) och av kexning (till höger).
För båda metoderna sker en överdimensionering. Materialet är överdimensionerat och förbanden som följd av detta. En orsak till överdimensioneringen är att limmets hållfasthet har blivit bättre med tiden och är numera starkare än trämaterialet självt. För
sandwichkonstruktioner med honeycombs som inte har en ramkonstruktion, består stora olösta problem för sammanfogningar. Här är det mestadels limmets hållfasthet som avgör hållbarheten av en förbindning. Undersökningar och tester har genomförts för
sandwichkonstruktioner utan ram med enkla hörnförband såväl som med gerade hörnförband där sammanfogningen i båda fall utfördes med kexning (Petutschigg 2004). Antalet prover var dock för liten för att några långtgående slutsatser skulle kunna dras. Som i fallet av lösningsmöjligheter till beslagsproblematiken (kapitel 5.2.1) är det ofta komplicerade och invecklade lösningar som är förbunden med högre kostnader. Även expansionsskruvpluggar respektive expansionsbultar kommer till användning, figur 13. Vid undersökningar av bärförmågan av skruvförband fann man endast otillräckliga värde vid sammanfogningar av kanter (Petutschigg m.fl. 2005). Endast på skivornas över- respektive undersidan fann man acceptabla värde.
Figur 13. Typexempel för en expansionsbult.
Problemen med att utveckla av hållfasta sammanfogningssätt för sandwichkonstruktioner som inte har en ramkonstruktion, medför också att det är svårt att utveckla nya produkter i form av möbler med traditionella lättviktskivor som utgångsmaterial. Moderna konstruktionslösningar för möbler med lättviktsskivor i massivt trä är däremot möjliga. Kantlistningen framstod inte som ett problem vid företagskontakterna. Kantfaneret eller den massiva kantlisten kan anbringas i fiberriktningen av ytskiktets kant. Vid kantlistning av ändträet är antingen en
limning mot distansen eller en kantlist med spont möjligt. Till det bör riktas en viss
tveksamhet. En lättviktsskiva i massivt trä uppvisar alltid ändträ. Kantlister bör inte limmas mot ändträ på massiva arbetsstycken, eftersom dess kan ha en stor fuktrörelse som inte limmets kan motstå. Kantlistningen kan medföra produktionstekniska komplikationer på grund av att den inte kan utföras i befintliga kantlistmaskiner. Ett motsvarande problem existerar för sandwichkonstruktioner med honeycombs utan ram. Här pågår ett intensivt utvecklingsarbete av olika maskin- och kantlisttillverkare. En kantlistning med blindkantlister före den slutliga kantlistning är en metod som har utvecklats den sista tiden (Holz-Zentralblatt 2006).
5.2.3 Ytbehandling
Ytbehandlingen av en lättviktsskiva i massivt trä är jämförbar med ytbehandlingen av andra typer av skivmaterial eller massivt trä. Det skall här inte avgöras vilken typ av ytbehandling som skall väljas, endast produktens möjligheter till ytbehandling skall betraktas. De
ursprungliga specifikationerna på material till ytskikt medför produktionstekniska fördelar vid ytbehandlingen. Ytor av hög kvalité innebär att kasserandet på grund av felaktig eller
otillräcklig ytbehandling reduceras. Resultatet av ytbehandlingen är direkt kopplad till kvalitén av skivans yta. Kådlåpor (hartsfickor), kvistar och andra strukturavvikelser kan försvåra ytbehandlingen. Framförallt vid ungstorkning av lack kan kådflytning förorsaka fläckar och blåsor. Vanliga temperaturer vid ungstorkning ligger från 50–70°C. Skall eventuella kådflytningar helt uteslutas bör temperaturen ej överstiga 40°C (von Tell 1990). Det medför dock längre torkningstider och därmed högre kostnader. En problematik som kan uteslutas vid fingerskarvning, där synliga virkesfel kapas bort för att få fram ett felfritt ämne. Även kvistar av olika typ kan försämra ytbehandlingsresultatet. Barrträslag kallas i dagligt tal för ”feta” träslag på grund av sitt stora innehåll av hartser. För tallen innebär det ett
hartsinnehåll på cirka tre procent (Esping 1992). Hartshalten varierar starkt såväl mellan tallarter som inom tallen. Störst är hartshalten i rotstocken, kärnan har högre hartshalt än splinten och i kvisten är hartshalten mycket högt. Vid ytbehandlingen av en färsk yta
åstadkoms det bästa resultatet. En åldring av ytan medför en migration av extraktivämnen mot ytan (hartsuppdragning) och även en fiberresning. Produktionsstegen finslipning och
ytbehandling bör ligga så nära varandra som möjligt. En slipning genom en slipmaskin med flera band med olika kornstorlek inför ytbehandlingen genererar önskad kvalitet av själva ytbehandlingen och god produktionsekonomi. En gammal god snickarregel säger att ”Bra putsat är hälften av lackeringen!” (Becker Aroma, fakta om ytbehandling). De ursprungliga specifikationerna av lättviktsskivans ytskikt, i synnerhet stående årsringar, medför att inga större tangentiella ytor av antingen enbar vårved eller sommarved förekommer. Vår- respektive sommarved är olika porösa och tar därmed upp ytbehandlingsmaterial i olika mängd. Även hårdheten är olika, vilket kan medföra vågiga ytor vid slipningen.
Sommarveden är hårdare och tätare. Vid industriell ytbehandling, exempelvis automatisk sprutlackering, är tjockleksvariationer ett problem. Trä som hygroskopiskt material krymper och sväller. Konstruktionen av en lättviktsskiva i massivt trä motverkar det. Det kan nämnas, att tjockleksvariationer av spånskivor och andra träfiberbaserade skivmaterial är en
problemfaktor vid industriell ytbehandling. Tjocklekstoleranser hos traditionellt skivmaterial är normalt ±0,2 mm, vilket innebär att skivorna kan varierar mellan till exempel 19,8 och 20,2 mm. 0,4 mm kan tyckas vara oväsentligt men motsatsen upptäcks lätt när det jämförs höjden på staplar som innehåller lika många skivor (von Tell 1990). En slipning direkt innan
ytbehandlingen och en styrning av luftens fuktighet i lokalerna reducerar problematiken avsevärt. Andra exempel för problemorsaker vid ytbehandlingen är att i synnerhet kärnveden hos furu som efter en viss tid vid användning med syrahärdande lacker kan övergå till
rödfärgning, som i kombination med en del härdartyper kan bli kraftig. Har virket under lång tid varit i kontakt med vatten, exempelvis långvarig bevattning av stormfällt timmer, kan vid betsning eller lasering ytan bli flammig eftersom inträngningen sker ojämnt.
Anmärkningsvärd är att företaget Norrgavel AB har vald ett annat sätt att ytbehandla. Företaget talar om öppna ytbehandlingar, som inte täpper till porerna: olja, såpa och
äggoljetempera. De sätten att ytbehandla är inte alla lämpliga för en industriell användning. Företaget framhäver dock harmonin mellan material och typen av ytbehandlingen.
5.2.4 Lim och limning
En konstruktion av en lättviktsskiva i massivt trä kräver en stark och hållbar sammanfogning av ytskikten och distanserna. Den i kapitel 3.1 beskrivna jämförelsen mellan en
sandwichkonstruktion och en I-balk innebär att påfrestningar vid belastningen är stora i limfogen mellan ytskikt och distansen respektive fyllning eller kärnmaterial för andra sandwichkonstruktioner. De olika limtyper som används vid tillverkningen av olika sandwichkonstruktioner är PVAc-lim, UF-lim och smältlim. Krav på renhet, rakhet och färskhet hos ytorna och själva ämnet är avgörande för ett tillfredsställande limningsresultat oavsett vilken limtyp som används. Även fiberriktningen och vilka ytor som skall limmas har en inverkan. Till vilken grad och utsträckning är delvis fortfarande omdiskuterad inom litteraturen. Dock reducerar snedfibrighet hållfastheten hos limfogen. Det har även visats i försök att fler brott uppstår i den tangentiella ytan än i den radiella (Zepperfeld och Grunwald 2005). Aspekter som vid utförandet av en lättviktsskiva i massivt trä har tagits hänsyn till genom att den tangentiella limningsyta har reducerads så mycket som möjligt. Fördelaktig vid tillverkningen av lättviktsskivor i massivt trä är att ämnen av samma material sammanfogas med hjälp av lim. Problematiken med olika av fuktupptagningar hos olika material bortfaller. Ett faktum som i andra fall har medfört stora problem. Används honeycombs av papper i en ramlös konstruktion, så är PVAc-lim nästan utesluten. Honeycombs av papper har en väldigt lågt motståndskraft mot fukt, om de inte impregneras. Detta har delvis medfört att dyrare smältlim har kommit till användning. Även problematiken med att olika cellplaster med mycket olika egenskaper skall limmas mot trä eller träbaserade material bortfaller vid användning av endast massivt trä.
Den i kapitel 5.1 beskrivna ramtillverkningen hos sandwichkonstruktioner med honeycombs med ram medför även komplikationer vid sammanfogning med ytskikten. En yta av stående spån utan den finare strukturen som spånskivans ytskikt i vanligt fall har skall sammanfogas med ytskiten. Det medför högre krav på limningen än i annat fall. Vilken limtyp som sedan används vid tillverkningen av en lättviktsskiva i massivt trä är beroende av ett flertal faktorer. Miljön där lättviktsskivan kommer att placeras i är väsentlig. Kontentan av dem
företagskontakter som genomfördes är att lättviktsskivans användningsområde kommer att bli inomhus, som komponent i möbler och inredningsdetaljer till bostadsrum och kök. Av såväl PVAc-lim, UF-lim och smältlim från olika limtillverkare är limvarianter tillgängliga som kan uppfylla kraven för en användning inomhus med en i omfattning begränsad fuktbeständighet. Det bör observeras, att tillverkningen av köksbänkar, som utsätts för stora fuktpåfrestningar kräver särskilda limtyper, exempelvis en vatten fast PVAc-lim av klass D4. Tekniska egenskaper och enkelheten i hanteringen av PVAc-lim medförde att vid tillverkningen av provmaterialet användes en PVAc-lim av klass D3. Skulle däremot till exempel en möbel tillverkade av lättviktsskivor i massivt trä ha en fullständig beständighet vid